FPSO 生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

呂 娜

（大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步和人類生活水平的不斷提高，船員對(duì)居住環(huán)境的要求也不斷提高。雖然對(duì)于船舶來(lái)說(shuō)居住的空間非常有限，但是在有限的空間內(nèi)也要追求更高品質(zhì)的居住環(huán)境，即在居住室內(nèi)創(chuàng)造一個(gè)對(duì)身體健康有益、工作及生活舒適的環(huán)境，使居室環(huán)境滿足溫度、濕度及噪聲的要求。浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存卸貨裝置（Floating Production Storage and Offloading，F(xiàn)PSO）。本文介紹了FPSO生活區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法及要點(diǎn)，為進(jìn)一步改善FPSO居住環(huán)境提供參考。

1 生活區(qū)艙室通風(fēng)方式

通風(fēng)可以理解為空氣的流動(dòng)，這種空氣的流動(dòng)一般通過(guò)2種手段實(shí)現(xiàn)：1）機(jī)械強(qiáng)制；2）自然流動(dòng)。FPSO生活區(qū)大都采用機(jī)械通風(fēng)的方式，這樣可以保證空氣的流向。生活區(qū)以外的某些區(qū)域會(huì)考慮采用自然通風(fēng)的方式。見圖1。

圖1 通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備

作者簡(jiǎn)介：呂 娜（1986—），女，工程師。研究方向：船舶管系及通風(fēng)設(shè)計(jì)。

1.1 機(jī)械通風(fēng)

機(jī)械通風(fēng)就是利用風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的抽力或壓力，并借助于通風(fēng)管網(wǎng)進(jìn)行室內(nèi)外空氣交換的通風(fēng)方式。其不像自然通風(fēng)那樣受到自然條件的限制，可以通過(guò)管道把空氣送到室內(nèi)需要的地點(diǎn)，也可以從任意地點(diǎn)按要求的吸風(fēng)速度排除被污染的空氣，適當(dāng)?shù)慕M織室內(nèi)氣流的方向，并根據(jù)需要對(duì)進(jìn)風(fēng)或排風(fēng)進(jìn)行各種處理。風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)消耗電能，風(fēng)機(jī)和風(fēng)道等設(shè)備要占用一定的建筑面積和空間，因而工程設(shè)備費(fèi)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)較大，安裝和管理都較為復(fù)雜。機(jī)械通風(fēng)分為機(jī)械排風(fēng)和機(jī)械送風(fēng)，機(jī)械通風(fēng)不受外界自然條件的影響，可以人工調(diào)節(jié)通風(fēng)量，并能夠合理對(duì)空氣進(jìn)行分配并輸送到指定的場(chǎng)所。

1.2 自然通風(fēng)

自然通風(fēng)的突出優(yōu)點(diǎn)是利用船舶本身的開孔（門、窗、艙口、通風(fēng)帽）和自然通風(fēng)管道組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不需要?jiǎng)恿υO(shè)備，因此比較經(jīng)濟(jì)，使用、管理也比較簡(jiǎn)單。但其缺點(diǎn)是：自然進(jìn)入的室外空氣一般不能預(yù)先進(jìn)行處理，對(duì)空氣的溫度、濕度要求較高的房間就難以滿足要求。受自然條件影響，風(fēng)力不大或溫差較小時(shí)，通風(fēng)量就減少，導(dǎo)致通風(fēng)效果不理想。

2 艙室通風(fēng)量的確定

艙室通風(fēng)設(shè)計(jì)首先需確定通風(fēng)量，可采用如下計(jì)算方法。

2.1 按每小時(shí)換氣次數(shù)計(jì)算通風(fēng)量

通風(fēng)量計(jì)算見式（1）[1]：

式中：W為通風(fēng)量，m3/h；V為通風(fēng)艙室容積，m3；n為換氣次數(shù)，次/小時(shí)。

一般艙室要求的換氣次數(shù)詳見表1。

表1 一般艙室要求的換氣次數(shù)（單位：次/小時(shí)）

2.2 按熱量計(jì)算通風(fēng)量

通風(fēng)量計(jì)算見式（2）：

式中：qv2為帶走散熱量所需的風(fēng)量，m3/s；Q2為散熱量，kW；ρa(bǔ)為空氣的密度，取1.2 kg/m3；Ca為空氣的質(zhì)量熱容，取1.005 kJ/(kg·K)；ΔT2為送風(fēng)溫度與艙室溫度之差，K。

3 艙室通風(fēng)布置

3.1 洗衣室、烘衣室和燙衣室

一般認(rèn)為洗衣室有比較高的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，因此，連接走廊的門一般選用氣密型的（通常有一個(gè)小格柵用于平衡內(nèi)外氣壓），干衣機(jī)不僅要起干燥的作用，還要連接風(fēng)管進(jìn)行排氣。洗衣室、烘衣室需采用機(jī)械排風(fēng)的方式，送風(fēng)可選擇空調(diào)送風(fēng)也可以選擇自然進(jìn)風(fēng)。洗衣室的排風(fēng)分為兩部分，一部分是房間內(nèi)排風(fēng)，一部分是干衣機(jī)排風(fēng)。為了節(jié)省材料和減小布置空間可將兩部分排風(fēng)匯合到一起，共用一臺(tái)風(fēng)機(jī)將污濁的空氣排出。通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)需注意，排風(fēng)管上要布置濾器，用于過(guò)濾從干衣機(jī)內(nèi)排出的衣服線頭、棉絮等。風(fēng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲較大，需在風(fēng)機(jī)兩側(cè)布置適合大小的消音器，以降低噪聲。房間的排風(fēng)口需布置在有散熱及散濕的上方，排出的氣體需直接排至室外大氣中，不可以循環(huán)利用[2]。

3.2 醫(yī)院

醫(yī)院應(yīng)布置機(jī)械送風(fēng)和排風(fēng)。如果是用空調(diào)系統(tǒng)送過(guò)來(lái)的風(fēng)，為防止病房中的污濁空氣倒流，污染其它空調(diào)艙室，需在送風(fēng)管進(jìn)入房間之前，設(shè)一止回風(fēng)閥。醫(yī)院布置單獨(dú)的送風(fēng)系統(tǒng)最佳，但必須為全新風(fēng)。排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)直接排至外界大氣中，不能用于再循環(huán)，并且需要距離進(jìn)風(fēng)口一定的距離，避免排除的污濁空氣再進(jìn)入房間。房間的排風(fēng)量需大于送風(fēng)量，進(jìn)而保持房間內(nèi)負(fù)壓，保持房間內(nèi)空氣的新鮮度。另外，還應(yīng)設(shè)一可調(diào)節(jié)風(fēng)量的空氣平衡開口并通至外界大氣中，此開口不能裝在門上和內(nèi)走道墻壁上。

3.3 廚房和配餐間

廚房是我們需要考慮問(wèn)題最多的一個(gè)房間。廚房被認(rèn)為是生活區(qū)中最容易出現(xiàn)火災(zāi)的艙室。因此，我們必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范來(lái)處理。對(duì)于4 000總噸以上的船舶，必須設(shè)置專門的風(fēng)機(jī)及空調(diào)系統(tǒng)。廚房需要設(shè)置單獨(dú)的機(jī)械送排風(fēng)系統(tǒng)，以避免廚房?jī)?nèi)油煙等污濁空氣及氣味進(jìn)入到其他房間。廚房的排風(fēng)量需大于送風(fēng)量，以保持房間內(nèi)負(fù)壓的狀態(tài)。送風(fēng)管和排風(fēng)管上需布置調(diào)風(fēng)門來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，平衡房間內(nèi)風(fēng)量。在爐灶上方需設(shè)置集氣罩，方便將做菜時(shí)產(chǎn)生的油煙排出，集氣罩的排風(fēng)管上還需安裝便于清潔的油脂濾器。廚房排出的風(fēng)需直接排出室外大氣中，不可循環(huán)利用。如果排風(fēng)管中有滅火系統(tǒng)，則應(yīng)該在廚房集氣罩與排風(fēng)管之間加防火風(fēng)閘，風(fēng)管穿過(guò)生活區(qū)，服務(wù)區(qū)及控制站時(shí)需采用A-60等級(jí)的風(fēng)管，鋼制風(fēng)管穿過(guò)其它艙室時(shí)須使用防火材料，風(fēng)管應(yīng)能夠從遠(yuǎn)端進(jìn)行關(guān)閉，可以使用手動(dòng)的防火風(fēng)閘實(shí)現(xiàn)，廚房集氣罩須把做飯時(shí)的空氣全部罩住。

3.4 衛(wèi)生間

衛(wèi)生間需采用機(jī)械抽風(fēng)的方式，浴室的抽風(fēng)口應(yīng)布置在天花板上或靠近天花板的墻壁上，布置在天花板中心位置最佳。廁所的抽風(fēng)口應(yīng)布置在天花板上或靠近天花板的墻壁上，布置在馬桶正上方位置最佳。排出的污濁空氣應(yīng)直接通到外界大氣，不能用于再循環(huán)，且需要與其他處所的通風(fēng)系統(tǒng)分開。風(fēng)機(jī)不能安裝在浴室和廁所內(nèi)，浴室和廁所的進(jìn)風(fēng)通常是從相鄰房間經(jīng)門下風(fēng)柵或墻壁上開口進(jìn)入。

3.5 蓄電池室

蓄電池室應(yīng)設(shè)置有效的通風(fēng)，排風(fēng)口的位置需位于房間的頂部，進(jìn)風(fēng)口的位置需要設(shè)置在房間的底部，進(jìn)排風(fēng)口要成對(duì)角的方式布置，這樣有助于風(fēng)流經(jīng)房間內(nèi)所有的蓄電池組，避免易燃易爆氣體積聚而產(chǎn)生危險(xiǎn)。蓄電池室采用自然通風(fēng)還是機(jī)械通風(fēng)需要根據(jù)蓄電池的充電功率、房間所處的位置及相關(guān)規(guī)范的要求而定。

4 噪聲控制

4.1 噪聲的危害

噪聲可對(duì)人體產(chǎn)生多種危害，如造成睡眠障礙、聽覺障礙及精神障礙等，通常暴露于噪聲環(huán)境的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)人體的危害越大。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）規(guī)定的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，處于休息狀態(tài)或在病房環(huán)境中，較理想的噪聲強(qiáng)度應(yīng)在35 dB～40 dB左右。

睡眠障礙：通常噪聲在50 dB～60 dB時(shí)，會(huì)使人感覺吵鬧，影響休息和睡眠，使人難以入睡或在睡眠中覺醒。對(duì)于需要休息的人群，尤其是對(duì)各類疾病患者影響較大，易導(dǎo)致人體乏力、易疲及困倦。

1）聽覺障礙。長(zhǎng)時(shí)間暴露在90 dB以上的噪聲環(huán)境中，可引起耳鳴。

2）精神障礙。長(zhǎng)時(shí)間暴露在90 dB以上的噪聲環(huán)境中，還可使人焦躁、易怒，甚至發(fā)展為焦慮癥等精神疾病。

3）其他危害。長(zhǎng)期暴露于噪聲環(huán)境可引起頭暈、頭痛等神經(jīng)系統(tǒng)不適癥狀，噪聲還可引起人體的應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致胃腸系統(tǒng)功能紊亂以及腎上腺分泌增加，引起血管收縮及血壓升高，甚至發(fā)展為高血壓，對(duì)人體造成明顯危害。

4.2 生活區(qū)噪聲的來(lái)源

噪聲按照發(fā)生機(jī)理可分為機(jī)械噪聲和空氣噪聲，生活區(qū)的噪聲來(lái)源主要是空調(diào)箱和風(fēng)機(jī)工作室產(chǎn)生的噪聲，以及進(jìn)排風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速過(guò)大而產(chǎn)生的噪聲。

4.3 生活區(qū)噪聲的控制措施

通過(guò)對(duì)船上噪聲源及空調(diào)箱和風(fēng)機(jī)設(shè)備的深入研究，并結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)，研究出如下一些常用的降低噪聲的方法[3]。

1）吸聲。在空調(diào)箱附近大尺寸的風(fēng)管內(nèi)敷設(shè)一定厚度的消音絕緣，以此來(lái)降低空調(diào)箱工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲。例如與空調(diào)箱直接連接的新風(fēng)管和供風(fēng)管內(nèi)部應(yīng)敷設(shè)此絕緣。

2）隔震和阻尼。在設(shè)備和設(shè)備基座之間安裝彈性支座或者可以減小震動(dòng)的橡膠類軟墊，阻擋震動(dòng)的傳遞，達(dá)到隔震降噪的目的。例如風(fēng)機(jī)吊架上設(shè)置彈性支座，可以減小風(fēng)機(jī)工作時(shí)的震動(dòng)幅度，從而降低噪聲。

3）消聲器。一種可以減弱聲音繼續(xù)傳播，且氣流可以正常通過(guò)的降噪或消聲的設(shè)備。此設(shè)備用于空氣動(dòng)力性噪聲的控制。例如供排風(fēng)道上一些易產(chǎn)生噪聲的位置，可以安裝此設(shè)備來(lái)降低噪聲的傳播。

生活區(qū)相關(guān)通風(fēng)布置圖見圖2。

圖2 生活區(qū)相關(guān)通風(fēng)布置圖

5 結(jié)論

本文以FPSO生活區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，深入的研究了FPSO生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法及要點(diǎn)，對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了歸納和總結(jié)。通過(guò)理論研究和實(shí)踐的驗(yàn)證，本文研究的FPSO生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法簡(jiǎn)單實(shí)用、可操作性強(qiáng)，對(duì)于FPSO生活區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。